淺談大橋水上鉆孔灌注樁質(zhì)量控制

彭少知

(南平高速建設(shè)有限公司，福建 南平 353000)

鉆孔灌注樁是現(xiàn)階段大橋工程建設(shè)最常用的樁基類型，但由于大橋橋位、地質(zhì)和環(huán)境等因素的影響，使大橋鉆孔灌注樁施工存在一些問題，因此有必要結(jié)合大橋?qū)嶋H情況，對(duì)其鉆孔灌注樁質(zhì)量控制進(jìn)行分析，以明確質(zhì)量控制要點(diǎn)。

1 工程概況

大橋位于南平市延平區(qū)某段閩江上全長(zhǎng)約1.7 km，跨越閩江主橋長(zhǎng)839.5 m，于河道中央發(fā)育的江心洲落地100 m后分成兩部分：南部為南汊橋長(zhǎng)513.5 m，北部為北汊橋長(zhǎng)326 m。江心洲兩側(cè)河道順直，左河道較右河道寬，河床底部有深切河溝，左、右河床高程約35～38 m，水流平穩(wěn)。水中墩位的覆蓋層為0～3 m左右的河卵石層。橋梁位于水口水電站庫區(qū)，水面較寬，水位較深，主墩承臺(tái)大部分位于常年水位以下，而該橋水位的深淺受下游水口水電站泄水、蓄水影響，電站排蓄水橋位處正常情況下的水位高差變化為2 m，汛期水位變化可達(dá)6～8 m，水流流速受洪水影響較大。橋梁130 m主跨設(shè)置通航孔，滿足雙向IV通航要求?，F(xiàn)結(jié)合該工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)其施工過程中水上鉆孔灌注樁質(zhì)量控制做如下分析。

2 質(zhì)量控制

2.1 鋼護(hù)筒就位與埋設(shè)

(1)灌注樁施工主要重難點(diǎn)包括：鉆孔平臺(tái)搭設(shè)、鋼護(hù)筒就位與下沉，以上環(huán)節(jié)都會(huì)對(duì)施工的質(zhì)量與進(jìn)度造成影響，尤其是鋼護(hù)筒下沉。鋼護(hù)筒下沉前，需對(duì)樁位進(jìn)行放樣并復(fù)測(cè)確認(rèn)無誤，然后采用導(dǎo)向架方式沿導(dǎo)向架的軸線下放鋼護(hù)筒，以保證樁位和護(hù)筒垂直度。由于地質(zhì)以河卵石層為主，下沉難度相對(duì)較大，所以鋼護(hù)筒要從河卵石層中穿過，在采用振動(dòng)錘進(jìn)行施打時(shí)需采取向鋼護(hù)筒中沖入高壓水等措施確保鋼護(hù)筒平穩(wěn)下沉至指定位置(需注意不可沖的過深，沖孔時(shí)做好護(hù)筒跟進(jìn)，以免產(chǎn)生坍孔事故)，下沉?xí)r必須對(duì)垂直度檢查并及時(shí)予以調(diào)整，保證最終的成孔質(zhì)量。

(2)施工中應(yīng)盡可能防止鋼護(hù)筒發(fā)生卷邊，如果鋼護(hù)筒的刃角處與硬石發(fā)生碰撞或振動(dòng)力過大，則都有可能產(chǎn)生卷邊的問題。一旦發(fā)生卷邊，應(yīng)立即安排潛水員潛入水下進(jìn)行切割處理，將廢棄的鋼板吊出。另外，在下放鋼護(hù)筒的過程中，應(yīng)掌握現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)情況與振動(dòng)錘實(shí)際振動(dòng)量，根據(jù)實(shí)際情況對(duì)護(hù)筒刃角進(jìn)行必要的加強(qiáng)。

2.2 鉆孔過程質(zhì)量控制

(1)樁機(jī)就位后，要保證基座水平、穩(wěn)定，并經(jīng)常對(duì)機(jī)具的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行檢查，一旦發(fā)現(xiàn)異常，需在查清原因的基礎(chǔ)上及時(shí)處理，調(diào)整沖擊錘的中心和樁的中心處于同一垂直線，以確保沖孔移位偏差控制在有效范圍內(nèi)。對(duì)于鋼絲繩與潤(rùn)滑處，一般每班需檢查至少一次。施工中應(yīng)經(jīng)常觀察孔內(nèi)及其周圍是否產(chǎn)生開裂，以及護(hù)筒或樁架等部位是否發(fā)生傾斜等[1]。

(2)鉆孔盡可能快，因?yàn)榭s短樁孔施工時(shí)間可以起到減少質(zhì)量問題的作用，當(dāng)然，并非絕對(duì)的快，對(duì)于必須慢的鉆孔，應(yīng)減慢速度，比如在剛開孔的過程中應(yīng)做到輕壓慢鉆，避免孔斜，在鉆頭或?qū)虿烤M(jìn)入到地層以后，再加快鉆進(jìn)的速度；另外，在淤泥質(zhì)土層當(dāng)中同樣要減慢鉆進(jìn)的速度，否則可能形成螺旋狀的鉆孔。鉆孔過程中要做好各項(xiàng)記錄，及時(shí)撈取鉆渣供相關(guān)部門鑒定。

(3)鉆進(jìn)時(shí)泥漿循環(huán)數(shù)量要以所處地層類型及鉆進(jìn)速度為依據(jù)進(jìn)行調(diào)整，如果進(jìn)尺過快，但泵量較小，則泥漿必定十分粘稠，加之容易產(chǎn)生泥塊沉渣，所以成孔質(zhì)量必然受到很大的影響；而在較為松軟，容易發(fā)生坍塌的地層，如果泵量與壓力過大，將導(dǎo)致擴(kuò)徑，嚴(yán)重時(shí)將產(chǎn)生坍孔[2]。

(4)在排渣與上提鉆頭進(jìn)行除土的過程中，應(yīng)確保鉆孔中有符合要求的水位，并且泥漿比重與粘度也要達(dá)到要求。在處理鉆孔中的事故時(shí)，需將鉆頭完全提出到鉆孔以外。

(5)在終孔階段，應(yīng)實(shí)時(shí)檢測(cè)鉆孔深度、直徑與傾斜度，只有以上各項(xiàng)均滿足要求才可以終孔，否則要根據(jù)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行必要的調(diào)整和處理。

2.3 鋼筋籠制安過程質(zhì)量控制

(1)鋼筋進(jìn)場(chǎng)時(shí)要有合格證，任何一批及規(guī)格的材料都要在抽樣檢查確認(rèn)合格后才能在施工中使用。

(2)鋼筋籠的制作要按照相關(guān)規(guī)范提出的要求及設(shè)計(jì)圖進(jìn)行，對(duì)于一般鋼筋籠，主要采用焊接的方法，局部連接點(diǎn)則可使用綁扎的方法。在鋼筋籠的外側(cè)，需使用空心穿孔混凝土預(yù)制圓柱體作為定位鋼筋，也可直接在主筋上焊接一個(gè)經(jīng)彎曲成型后的鋼筋，用于確保主鋼筋有足夠的保護(hù)層厚度[3]。

(3)加強(qiáng)箍和主筋之間的焊接必須達(dá)到牢固，通常使用5字頭型號(hào)的焊條。此外，在安裝鋼筋籠時(shí)，應(yīng)注意避免發(fā)生變形。在鋼筋籠的頂部應(yīng)焊接一個(gè)吊掛筋，其高度應(yīng)比鋼護(hù)筒略高。將鋼筋籠設(shè)置到位后，由護(hù)筒頂部設(shè)置的枕木為吊掛筋提供支撐。

(4)鋼筋籠下放速度應(yīng)盡可能快，通常每個(gè)樁孔要在2～4 h之內(nèi)結(jié)束鋼筋籠下放。

2.4 水下混凝土灌注過程質(zhì)量控制

(1)在混凝土中摻入粉煤灰及外加劑，改善混凝土的和易性；混凝土的坍落度控制在18～22 cm內(nèi)；粗骨料的最大粒徑要小于4 cm；砂、石子應(yīng)清洗干凈；混凝土初凝時(shí)間不小于20 h。同時(shí)，樁基配合比還需滿足耐久性防腐要求：采用非堿活性材料，最大水膠比控制在0.45以內(nèi)，最小水膠泥用量在300 kg/m3以上，最大氯離子含量在0.10%以內(nèi)。混凝土澆注高度要高出設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高100 cm以上，以保證樁頂?shù)幕炷临|(zhì)量。每次混凝土澆注前，應(yīng)對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行認(rèn)真維修、保養(yǎng)，確?；炷吝B續(xù)灌注。

(2)導(dǎo)管使用前需做好試拼和閉水試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力為0.3 MPa，以15 min無滲漏為合格的標(biāo)準(zhǔn)。在導(dǎo)管安裝過程中，其底部應(yīng)比孔底高30～40 cm，確保導(dǎo)管在灌注時(shí)的埋深處在2～6 m范圍內(nèi)，對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行提升時(shí)，應(yīng)盡可能減慢速度[4]。

(3)灌注開始后，料斗中的混凝土數(shù)量應(yīng)能達(dá)到將導(dǎo)管埋入至少1.0 m，否則將造成灌注失敗，具體的初灌量需通過計(jì)算確定，一經(jīng)確定，需在施工中嚴(yán)格執(zhí)行和控制。

(4)導(dǎo)管埋深過深或過淺都會(huì)對(duì)灌注質(zhì)量造成影響，如果埋深過大，將有可能造成斷樁，而如果埋深過淺，將有可能造成夾泥，或?qū)?dǎo)管從混凝土中拔出。對(duì)此，施工中應(yīng)勤提勤拆，切勿一次性將導(dǎo)管提出十余米[5]。

(5)現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，要想從根本上保證樁頭部位的質(zhì)量，需對(duì)最后一次混凝土灌注量進(jìn)行嚴(yán)格控制，防止樁頭偏低，將浮漿的高度鑿出以后，需確保直接外露的樁頂，其混凝土強(qiáng)度與設(shè)計(jì)要求完全相符，為達(dá)到這一要求，灌注高度需要比樁頂標(biāo)高略高。對(duì)超灌量進(jìn)行的控制不嚴(yán)格也會(huì)經(jīng)常引起問題，如果超灌過多，將造成資源浪費(fèi)，而如果超灌不足，則將難以保證樁質(zhì)量[6]。

2.5 樁基檢測(cè)

成樁后，整理好資料，按設(shè)計(jì)圖紙和監(jiān)理要求配合有關(guān)檢測(cè)單位逐一進(jìn)行樁的質(zhì)量檢測(cè)。澆注混凝土?xí)r，按規(guī)范要求制取混凝土試件并測(cè)定其7 d和28 d強(qiáng)度。

為保證樁基質(zhì)量，成樁后，整理好資料，按設(shè)計(jì)圖紙和監(jiān)理要求配合有關(guān)檢測(cè)單位逐一進(jìn)行樁的質(zhì)量檢驗(yàn)。

3 結(jié) 語

工程實(shí)踐表明，該大橋水上鉆孔灌注樁施工順利完成，通過以上各項(xiàng)質(zhì)量控制，經(jīng)樁基檢測(cè)得出樁基強(qiáng)度滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)的要求，很好的保證了灌注樁施工質(zhì)量，可以為類似大橋的灌注樁施工提供參考借鑒。